Obor spintroniky ukládá a přenáší data pomocí spinu elektronů namísto nebo společně s elektrickým nábojem[1]. Významným průkopníkem tohoto odvětví v tuzemsku je Tomáš Jungwirth, který vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu Univerzity Karlovy a spintroniku do Česka přinesl počátkem tisíciletí[2]. Fyzik Tomáš Jungwirth získal české vědecké ocenění Česká hlava[3]. V mezinárodním měřítku potom fyzici Libor Šmejkal, Jairo Sinova a Tomáš Jungwirth obdrželi cenu Europhysics Prize za rok 2026 za ustavení altermagnetismu jako třetí třídy magnetismu[4].

Třetí třída magnetismu a její fungování

V altermagnetu se magnetické spiny střídají a vyrovnávají bez čisté magnetizace, ale rotované uspořádání atomů umožňuje elektronům vést silně spinově polarizované proudy[5]. Podle fyzika Tomáše Jungwirtha altermagnety spojují dříve neslučitelné vlastnosti konvenčních magnetů a antiferomagnetů a umožňují vyšší hustotu zápisu, rychlost a efektivitu[6].

Vývoj tohoto směru se opírá o podrobnou teoretickou i experimentální práci. V roce 2022 publikovali teoretici úplnou symetrickou klasifikaci, která ukázala na stovky kandidátských altermagnetických materiálů[7]. Jedno z prvních experimentálních potvrzení altermagnetismu v teluridu manganu vyšlo v časopise Nature v roce 2024[8].

Spintronika a efektivnější čipy pro umělou inteligenci

Cílem spintroniky podle fyzika Tomáše Jungwirtha není plná náhrada polovodičů, ale vývoj technologií s vyšší kapacitou paměti a efektivnějších čipů pro umělou inteligenci[9]. Antiferomagnety umožňují podle fyzika Jungwirtha rychlejší zápis dat a vyšší energetickou efektivitu v éře rostoucích nároků AI na výpočetní výkon[10].

Tuzemští odborníci hrají v rozvoji těchto technologií celosvětovou roli. Vědci zapojení do projektu TERAFIT zavedli antiferomagnety a altermagnety do celosvětového výzkumu a vývoje základů informačních technologií[11].

Projekt TERAFIT a cesta k funkčním čipům

Na řešení projektu TERAFIT se podílejí Fyzikální ústav AV ČR, Univerzita Karlova a Vysoké učení technické v Brně[12]. Koordinátorem projektu TERAFIT je fyzik Tomáš Jungwirth[13]. Cílem výzkumného projektu TERAFIT je dosažení průlomu k nové generaci informačních technologií se zásadními úsporami na energetické, prostorové i časové škále[14].

Praktická realizace čipů však vyžaduje další vývoj a překonání materiálových výzev. Funkční paměťový čip na bázi altermagnetu dosud neexistuje a výzkum se soustředí na materiály fungující za pokojové teploty[15].